JP2015084496A - 無線通信システムおよび通信制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】多地点協調送信におけるスモール基地局の処理負荷を低減する。
【解決手段】ユーザ装置ＵＥが、複数の送信ポイントＴＰの各々について、受信レベルとチャネル情報要素とを取得して報告する。スモール基地局ＰｈＮＢが、受信レベルに基づいて無線リソースＲＢを各送信ポイントＴＰに割り当て、ユーザ装置ＵＥへのペイロードを含む送信信号を各送信ポイントＴＰに供給する。各送信ポイントＴＰは、チャネル情報要素に基づいてプリコーディングウェイトを算定して送信信号と乗算し、プリコーディング後の送信信号をユーザ装置ＵＥに対して送信する。
【選択図】図８

Description

本発明は、無線通信システムおよび通信制御方法に関する。

３ＧＰＰ（Third Generation Partnership Project）規格に従う様々な無線通信システムが活用されている。また、近年、無線通信システムのスループット（特に、セル境界に位置するユーザのスループット）を改善するための技術として、多地点協調（Coordinated Multipoint，ＣｏＭＰ）送信が提案されている（例えば、非特許文献１）。多地点協調送信に関して、複数の送信ポイントから１つのユーザ装置に対して下り無線信号を送信するジョイント送信（Joint Transmission，ＪＴ）等の様々な協調送信手法が提案されている。

3GPP TR 36.814 V9.0.0 (2010-03), 3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network; Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Further advancements for E-UTRA physical layer aspects(Release 9)

以上のジョイント送信では、送信モードとしてコヒーレント送信または非コヒーレント送信が選択される。コヒーレント送信においては、受信ポイント（ユーザ装置等）において複数の下り無線信号の位相が揃うように、複数の送信ポイントの各々にて送信信号にウェイトが乗算される。コヒーレント送信が実行されると、複数の下り無線信号の位相が揃うことにより利得が増大するので、高スループットが実現される。その一方で、コヒーレント送信を実行するにはウェイトの算定が必要であるため、基地局における処理負荷が大きい。

以上の課題は、従来のマクロ基地局と、マクロ基地局よりも小規模なスモール基地局とを含む無線通信システムにおいてより顕著となる。スモール基地局に接続される送信ポイントは、綿密な配置設計がされずに大量に設置されることが想定されるからである。

以上の事情を考慮して、本発明は、多地点協調送信におけるスモール基地局の処理負荷を低減することを目的とする。

本発明の無線通信システムは、ユーザ装置と、前記ユーザ装置と無線信号を送受信する複数の送信ポイントと、複数の前記送信ポイントからの無線信号の協調送信を制御するスモール基地局と、前記ユーザ装置と無線信号を送受信するマクロ基地局とを備え、前記ユーザ装置は、複数の前記送信ポイントからの前記無線信号を受信する無線通信部と、受信した前記無線信号に基づいて、複数の前記送信ポイントの各々からの受信レベルを取得する受信レベル取得部と、受信した前記無線信号に基づいて、複数の前記送信ポイントの各々についてのチャネル情報要素を取得するチャネル情報取得部と、複数の前記送信ポイントの少なくともいずれかに前記受信レベルおよび前記チャネル情報要素を報告する報告部とを備え、前記スモール基地局は、前記受信レベルに基づいて、複数の前記送信ポイントからの前記無線信号の送信に用いられる無線リソースを前記各送信ポイントに割り当てるスケジューラと、前記ユーザ装置へ送信すべきペイロードを含む送信信号を前記各送信ポイントに供給する信号処理部とを備え、複数の前記送信ポイントの各々は、前記チャネル情報要素に基づいてプリコーディングウェイトを算定するウェイト算定部と、算定された前記プリコーディングウェイトを前記送信信号に乗算する信号処理部と、前記スケジューラによって割り当てられた前記無線リソースを用いて、前記プリコーディングウェイトが乗算された前記送信信号を無線信号として送信する無線通信部とを備える。

本発明の好適な態様において、前記ユーザ装置の前記報告部は、第１送信ポイントに対して前記受信レベルおよび前記チャネル情報要素を報告し、前記第１送信ポイントは、報告された前記受信レベルを前記スモール基地局に転送するとともに、当該第１送信ポイント以外の送信ポイントについてのチャネル情報要素を、対応する前記送信ポイントにそれぞれ転送する転送部を備える。

本発明の好適な態様において、前記ユーザ装置の前記報告部は、第１送信ポイントに対して前記受信レベルおよび前記チャネル情報要素を報告し、前記第１送信ポイントは、報告された前記受信レベルおよび前記チャネル情報要素を前記スモール基地局に転送する転送部を備え、前記スモール基地局は、前記第１送信ポイントから転送された当該第１送信ポイント以外の送信ポイントについてのチャネル情報要素を、対応する前記送信ポイントにそれぞれ転送する転送部を備える。

本発明の好適な態様において、無線通信システムは、第１送信ポイントを含む複数の送信ポイントに接続される第１フロントホールと、複数の送信ポイントに接続される第２フロントホールとを備え、前記ユーザ装置の前記報告部は、前記第１送信ポイントに対して前記受信レベルおよび前記チャネル情報要素を報告し、前記第１送信ポイントは、報告された前記受信レベルを前記スモール基地局に転送し、当該第１送信ポイント以外の前記第１フロントホールに接続される送信ポイントについてのチャネル情報要素を、対応する前記送信ポイントにそれぞれ転送し、前記第２フロントホールに接続される前記送信ポイントについてのチャネル情報要素を前記スモール基地局に転送する転送部を備え、前記スモール基地局は、前記第１送信ポイントから転送された前記第２フロントホールに接続される前記送信ポイントについての前記チャネル情報要素を、対応する前記送信ポイントにそれぞれ転送する転送部を備える。

本発明の好適な態様において、前記ユーザ装置の前記報告部は、複数の前記送信ポイントに対して、対応する前記受信レベルおよび対応する前記チャネル情報要素をそれぞれ報告し、複数の前記送信ポイントの各々は、報告された前記受信レベルを前記スモール基地局に転送する転送部を備える。

本発明の通信制御方法は、ユーザ装置と、前記ユーザ装置と無線信号を送受信する複数の送信ポイントと、複数の前記送信ポイントからの無線信号の協調送信を制御するスモール基地局と、前記ユーザ装置と無線信号を送受信するマクロ基地局とを備える無線通信システムにおいて、前記ユーザ装置において、複数の前記送信ポイントからの前記無線信号を受信することと、受信した前記無線信号に基づいて、複数の前記送信ポイントの各々からの受信レベルを取得することと、受信した前記無線信号に基づいて、複数の前記送信ポイントの各々についてのチャネル情報要素を取得することと、複数の前記送信ポイントの少なくともいずれかに前記受信レベルおよび前記チャネル情報要素を報告することと、前記スモール基地局において、前記受信レベルに基づいて、複数の前記送信ポイントからの前記無線信号の送信に用いられる無線リソースを前記各送信ポイントに割り当てることと、前記ユーザ装置へ送信すべきペイロードを含む送信信号を前記各送信ポイントに供給することと、複数の前記送信ポイントの各々において、前記チャネル情報要素に基づいてプリコーディングウェイトを算定することと、算定された前記プリコーディングウェイトを前記送信信号に乗算することと、割り当てられた前記無線リソースを用いて、前記プリコーディングウェイトが乗算された前記送信信号を無線信号として送信することとを備える。

本発明によれば、スモール基地局のスケジューラが無線リソース割当て（スケジューリング）を実行する一方で、各送信ポイントがプリコーディングウェイトの算定および乗算を実行する。したがって、スモール基地局が以上の全ての処理を実行する構成と比較して、スモール基地局における処理負荷が低減される。

実施形態に係る無線通信システムを示す図である。 実施形態のユーザ装置の構成を示すブロック図である。 実施形態のスモール基地局の構成を示すブロック図である。 実施形態の送信ポイントの構成を示すブロック図である。 無線リソース単位（リソースブロック）の説明図である。 非協調送信時のスケジューリングの一例の説明図である。 ジョイント送信モードの概念図である。 実施形態の多地点協調送信の動作フローである。 変形例のスモール基地局の構成を示すブロック図である。 変形例の多地点協調送信の動作フローである。 変形例に係る無線通信システムを示す図である。 変形例の多地点協調送信の動作フローである。 変形例の多地点協調送信の動作フローである。

１． 実施形態
１（１）． 無線通信システムの概略
図１は、本発明の実施形態に係る無線通信システム１を示す図である。無線通信システム１は、マクロ基地局ｅＮＢと、スモール基地局ＰｈＮＢと、スモール基地局ＰｈＮＢに接続される複数の送信ポイントＴＰと、ユーザ装置ＵＥとを備える。スモール基地局ＰｈＮＢ自身が、送信ポイントＴＰの１つとして機能してもよい。無線通信システム１は、上記以外の不図示の要素、例えば、交換局、サービングゲートウェイ、およびＰＤＮゲートウェイ等のノードを備え得る。ネットワークは、無線通信システム１が備える上記の要素のうち、ユーザ装置ＵＥ以外の要素を備える。

無線通信システム１内の各要素は、所定のアクセス技術（Access Technology）、例えば３ＧＰＰ（Third Generation Partnership Project）規格に含まれるＬＴＥ／ＳＡＥ（Long Term Evolution / System Architecture Evolution）規格、又はその上位規格に従って通信を実行する。３ＧＰＰ規格に規定された用語に従うと、ユーザ装置ＵＥはUser Equipmentであり、マクロ基地局ｅＮＢはevolved Node Bであり、交換局はMobile Management Entityであり、サービングゲートウェイはServing Gatewayであり、ＰＤＮゲートウェイはPacket Data Network Gatewayである。スモール基地局ＰｈＮＢは、evolved Node B（マクロ基地局）よりも小規模な基地局（無線送信能力がより低い基地局）である。なお、スモール基地局ＰｈＮＢは、ファントム基地局とも称呼され得る。

ユーザ装置ＵＥは、各送信ポイントＴＰおよびマクロ基地局ｅＮＢと無線通信することが可能である。ユーザ装置ＵＥと各送信ポイントＴＰおよびマクロ基地局ｅＮＢとの無線通信の方式は任意である。例えば、下りリンクではＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）が採用され得、上りリンクではＳＣ−ＦＤＭＡ（Single-Carrier Frequency Division Multiple Access）が採用され得る。スモール基地局ＰｈＮＢは、複数の送信ポイントＴＰを協調的に制御することにより、ユーザ装置ＵＥに対する多地点協調（ＣｏＭＰ）送信を実行することが可能である（詳細は後述される）。

スモール基地局ＰｈＮＢおよび送信ポイントＴＰは、光ファイバ等の広帯域インタフェースまたは無線インタフェースにより相互に接続される。スモール基地局ＰｈＮＢと送信ポイントＴＰとの接続は、フロントホール（fronthaul）とも称呼される。スモール基地局ＰｈＮＢと接続する１つのフロントホールには、複数の送信ポイントＴＰが接続され得る。本実施形態のフロントホールは、送信ポイントＴＰ間のピア・トゥ・ピア（peer-to-peer）通信が可能なメッシュ型またはクラスタ型の論理トポロジーを有する。

送信ポイントＴＰは、ユーザ装置ＵＥと無線信号を送受信可能な任意の装置である。例えば、リモートラジオヘッド（Remote Radio Head，ＲＲＨ）、光張り出し（Remote Radio Equipment，ＲＲＥ）等の装置が送信ポイントＴＰとして採用され得る。スモール基地局ＰｈＮＢおよびマクロ基地局ｅＮＢは、コアネットワークＣＮに接続される。コアネットワークＣＮは、交換局、サービングゲートウェイ、ＰＤＮゲートウェイ等を有するパケット通信ネットワークである。なお、スモール基地局ＰｈＮＢとマクロ基地局ｅＮＢとが接続されてもよい。

１（２）． 各要素の構成
１（２）−１． ユーザ装置の構成
図２は、実施形態に係るユーザ装置ＵＥの構成を示すブロック図である。ユーザ装置ＵＥは、無線通信部１１０と記憶部１２０と制御部１３０とを備える。音声・映像等を出力する出力装置及びユーザからの指示を受け付ける入力装置等の図示は便宜的に省略されている。無線通信部１１０は、複数の送信ポイントＴＰ（スモール基地局ＰｈＮＢ）と無線信号を送受信するための要素であり、複数のアンテナと、無線信号（電波）を受信して電気信号に変換する受信回路と、制御信号、ユーザ信号等の電気信号を無線信号（電波）に変換して送信する送信回路とを含む。記憶部１２０は通信制御に関する情報を記憶する。

制御部１３０は、受信レベル取得部１３２とチャネル情報取得部１３４と報告部１３６と通信部１３８とを備える。受信レベル取得部１３２は、受信した無線信号に基づいて、複数の送信ポイントＴＰの各々からの受信レベル（例えば、受信信号強度を示すＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator））を取得する。

チャネル情報取得部１３４は、受信した無線信号に基づいて、複数の送信ポイントＴＰの各々についてのチャネル情報要素を取得する。より具体的には、チャネル情報取得部１３４は、受信した無線信号に含まれる参照信号を用いて、その無線信号を送信した送信ポイントＴＰと自装置（ユーザ装置ＵＥ）とのチャネルについてチャネル推定を実行する。チャネル情報取得部１３４は、以上のチャネル推定の結果に基づき、送信側で使用すべき送信ウェイト行列（プリコーディング行列）を示すＰＭＩ（Precoding Matrix Indicator）をチャネル情報要素として取得する。

報告部１３６は、受信レベル取得部１３２が取得した受信レベルおよびチャネル情報取得部１３４が取得したチャネル情報要素を送信ポイントＴＰに報告する。通信部１３８は、無線通信部１１０を介してスモール基地局ＰｈＮＢとユーザデータ信号および制御信号を送受信する。制御部１３０及び制御部１３０内の各要素は、ユーザ装置ＵＥ内の不図示のＣＰＵ（Central Processing Unit）が、記憶部１２０に記憶されたコンピュータプログラムを実行し、そのコンピュータプログラムに従って機能することにより実現される機能ブロックである。

１（２）−２． スモール基地局の構成
図３は、実施形態に係るスモール基地局ＰｈＮＢの構成を示すブロック図である。スモール基地局ＰｈＮＢは、フロントホール通信部２１０とネットワーク通信部２２０と記憶部２３０と制御部２４０とを備える。フロントホール通信部２１０は各送信ポイントＴＰと通信を実行するための要素であり、各送信ポイントＴＰと信号を送受信する。ネットワーク通信部２２０は、ネットワーク内の他のノード（交換局、ＰＤＮゲートウェイ等）と通信を実行するための要素であり、他のノードと信号を送受信する。記憶部２３０は、通信制御に関する情報を記憶する。

制御部２４０は、スケジューラ２４２と信号処理部２４４とを備える。スケジューラ２４２は、スモール基地局ＰｈＮＢに接続される複数の送信ポイントＴＰからの無線信号の協調送信をスケジュールする。信号処理部２４４は、スケジューラ２４２の制御の下、ユーザ装置ＵＥへ送信すべきペイロード（ユーザデータ本体）を含む送信信号を送信ポイントＴＰに供給する。制御部２４０及び制御部２４０内の各要素は、スモール基地局ＰｈＮＢ内の不図示のＣＰＵが、記憶部２３０に記憶されたコンピュータプログラムを実行し、そのコンピュータプログラムに従って機能することにより実現される機能ブロックである。

１（２）−３． 送信ポイントの構成
図４は、実施形態に係る送信ポイントＴＰの構成を示すブロック図である。送信ポイントＴＰは、無線通信部３１０とフロントホール通信部３２０と記憶部３３０と制御部３４０とを備える。無線通信部３１０は、ユーザ装置ＵＥと無線通信を実行するための要素であり、ユーザ装置ＵＥの無線通信部１１０と同様に構成される。フロントホール通信部３２０はフロントホールを介した通信を実行するための要素であり、スモール基地局ＰｈＮＢおよび他の送信ポイントＴＰと信号を送受信する。記憶部３３０は通信制御に関する情報を記憶する。

制御部３４０は、転送部３４２とウェイト算定部３４４と信号処理部３４６とを備える。転送部３４２は、ユーザ装置ＵＥから報告された受信レベル（ＲＳＳＩ）をスモール基地局ＰｈＮＢに転送する。ウェイト算定部３４４は、チャネル情報要素（ＰＭＩ）に基づいてプリコーディングウェイトを算定する。信号処理部３４６は、ウェイト算定部３４４が算定したプリコーディングウェイトを送信信号に乗算して、無線通信部３１０に供給する。プリコーディングウェイトが乗算された送信信号は、下りリンク無線信号として無線通信部３１０から送信される。制御部３４０及び制御部３４０内の各要素は、スモール基地局ＰｈＮＢ内の不図示のＣＰＵが、記憶部３３０に記憶されたコンピュータプログラムを実行し、そのコンピュータプログラムに従って機能することにより実現される機能ブロックである。

１（３）． スケジューリングおよび多地点協調（ＣｏＭＰ）送信
１（３）−１． 無線リソース単位（リソースブロック）
無線通信システム１においては、無線リソース単位であるリソースブロックＲＢごとにリソース割当て（スケジューリング）が実行される。図５は、リソースブロックＲＢの説明図である。図５において、横軸（Ｘ軸）は時間軸を示し、縦軸（Ｙ軸）は周波数軸を示す。リソースブロックＲＢは、所定の時間長（例えば、１スロットに相当する０．５ミリ秒）および所定の周波数帯域（例えば、１２サブキャリアに相当する１８０ｋＨｚ）を占める無線リソース単位であり、時間軸方向および周波数軸方向にわたって複数存在する。以上の所定時間長および所定周波数帯域は、無線環境等に応じて可変に設定されてもよい。スモール基地局ＰｈＮＢ（スケジューラ２４２）は、リソースブロックＲＢごとに、送信対象のユーザ装置ＵＥを割り当てる。なお、以下では、図内の特定のリソースブロックＲＢを、ＸＹ座標を用いて“ＲＢ(x,y)”のように示す場合がある。

１（３）−２． 非協調送信時のスケジューリング
図６を参照して、多地点協調送信を実行しない場合の通常送信モードによるスケジューリングの一例を説明する。図６の例では、スケジューラ２４２の制御の下、１つの送信ポイントＴＰが２つのユーザ装置ＵＥ（ＵＥ１，ＵＥ２）に対して無線送信を実行すると想定する。スケジューラ２４２は、実際の無線送信に先立ち、ユーザ装置ＵＥへの無線信号の送信に用いるべきリソースブロックＲＢを決定する。図６の例では、スケジューラ２４２が、斜線で示されるリソースブロックＲＢ（ＲＢ(1,4), ＲＢ(1,5), ..., ＲＢ(5,5)）を第１のユーザ装置ＵＥ１に対する無線送信に割り当て、点描で示されるリソースブロックＲＢ（ＲＢ(0,0), ＲＢ(0,1), ..., ＲＢ(5,2)）を第２のユーザ装置ＵＥ２に対する無線送信に割り当てる。以上のリソース割当て（スケジューリング）は、伝送時間間隔（Transmission Time Interval，ＴＴＩ）ごと（例えば、１ミリ秒ごと）に実行される。

スケジューリングの結果は、スケジューラ２４２から送信ポイントＴＰの信号処理部３４６に供給される。信号処理部３４６は、供給されたスケジューリング結果をユーザ装置ＵＥに供給する。送信ポイントＴＰの信号処理部３４６は、割り当てられたリソースブロックＲＢを用いて各ユーザ装置ＵＥに無線信号を送信する。ユーザ装置ＵＥの通信部１３８は、割り当てられたリソースブロックＲＢについて受信動作を実行し無線信号を受信する。

無線通信システム１において、複数の送信ポイントＴＰがスケジューラ２４２によって同時に制御される。すなわち、スケジューラ２４２は、図６を参照して説明したスケジューリングを、各送信ポイントＴＰについて実行する。つまり、スケジューラ２４２は、時間領域（time domain）および周波数領域（frequency domain）のスケジューリングに加えて、送信ポイントＴＰごと（空間領域、spatial domain）のスケジューリングを実行する。換言すると、スケジューラ２４２はマルチドメインスケジューリングを実行する。

１（３）−３． 多地点協調（ＣｏＭＰ）送信の概要
図７を参照して、ジョイント送信（ＪＴ）モードにおける多地点協調送信を説明する。なお、詳細は説明されないが、動的ポイント選択（ＤＰＳ）モードおよび動的ポイント停止（Dynamic Point Blanking，ＤＰＢ）モードがその他の送信モードとして例示される。

ジョイント送信モードにおいては、２以上の送信ポイントＴＰがユーザ装置ＵＥに対して同時に無線信号を送信する。複数の送信ポイントＴＰが同じ無線信号をユーザ装置ＵＥに対して送信するので、ユーザ装置ＵＥにおける受信電力が増大する。ジョイント送信モードにおいて、複数の送信ポイントＴＰは、各送信ポイントＴＰ間で無線信号の位相および強度を合わせるコヒーレント送信と、各送信ポイントＴＰ間で無線信号の位相および強度を合わせないノンコヒーレント送信とのいずれかを実行可能である。

コヒーレント送信においては、受信ポイントであるユーザ装置ＵＥにおいて、複数の下り無線信号の位相が揃うように、複数の送信ポイントＴＰの各々にて送信信号にウェイト（プリコーディングウェイト）が乗算される。プリコーディングウェイトは、送信ポイントＴＰとユーザ装置ＵＥとの間のチャネル状態を示すチャネル情報要素（ＰＭＩ）に基づいて、送信ポイントＴＰのウェイト算定部３４４が算定するパラメータである。

１（３）−４． 多地点協調（ＣｏＭＰ）送信の詳細動作
図８は、本実施形態の多地点協調送信の動作フローである。図８には、複数の送信ポイントＴＰとして、第１送信ポイントＴＰ１、第２送信ポイントＴＰ２、および第３送信ポイントＴＰ３が例示される。例示された数よりも多い複数の送信ポイントＴＰが存在してもよいし、例示された数よりも少ない複数の送信ポイントＴＰが存在してもよい。

ユーザ装置ＵＥの無線通信部１１０は、複数の送信ポイントＴＰ（ＴＰ１，ＴＰ２，ＴＰ３）の各々から送信される無線信号を受信し、受信レベル取得部１３２およびチャネル情報取得部１３４に供給する（S10）。受信レベル取得部１３２は、受信した無線信号に基づいて、複数の送信ポイントＴＰの各々からの受信レベルを取得する（S20）。チャネル情報取得部１３４は、受信した無線信号に基づいて、複数の送信ポイントＴＰの各々についてのチャネル情報要素（ＰＭＩ）を取得する（S30）。ステップS20およびステップS30は、いずれが先に実行されてもよいし、並行に実行されてもよい。

ユーザ装置ＵＥの報告部１３６は、取得された受信レベルおよびチャネル情報要素を第１送信ポイントＴＰ１に報告（送信）する（S40）。第１送信ポイントＴＰ１の転送部３４２は、ユーザ装置ＵＥから報告された第１乃至第３送信ポイントＴＰ１，ＴＰ２，ＴＰ３の受信レベルをスモール基地局ＰｈＮＢに転送すると共に、第２送信ポイントＴＰ２についてのチャネル情報要素を第２送信ポイントＴＰ２に、第３送信ポイントＴＰ３についてのチャネル情報要素を第３送信ポイントＴＰ３に転送する。なお、転送部３４２は、全てのチャネル情報要素をフロントホールにブロードキャストしてもよい。

各送信ポイントＴＰのウェイト算定部３４４は、取得されたまたは転送されたチャネル情報要素に基づいて、プリコーディングウェイトを算定する（S50）。プリコーディングウェイトの算定は、後述されるスケジューリングの対象となる全てのリソースブロックＲＢについて（すなわち、ブルートフォースで）実行される。一方、スモール基地局ＰｈＮＢのスケジューラ２４２は、複数の送信ポイントＴＰの各々についての受信レベルに基づいて、リソースブロックＲＢの割当て（無線リソースのスケジューリング）を実行する（S60）。リソースブロックＲＢの割当ては任意の基準に従って実行される。例えば、１つのリソースブロックＲＢについて、最も受信レベルの高い送信ポイントＴＰに対して割当てが実行されてもよい。以上のスケジューリング動作は、伝送時間間隔（Transmission Time Interval，ＴＴＩ）ごと（例えば、１ミリ秒ごと）に実行される。スケジューリングの結果は、前述の通り、各送信ポイントＴＰおよびユーザ装置ＵＥに供給される。ステップS50およびステップS60は、いずれが先に実行されてもよいし、並行に実行されてもよい。

スモール基地局ＰｈＮＢの信号処理部２４４は、ユーザ装置ＵＥに送信すべきペイロードを含む送信信号を複数の送信ポイントＴＰの各々に供給し、協調送信を実行させる（S70）。各送信ポイントＴＰの信号処理部３４６は、スモール基地局ＰｈＮＢの信号処理部２４４から供給された送信信号に対して、ウェイト算定部３４４が算定したプリコーディングウェイトを乗算する（すなわち、プリコーディングを実行する）（S80）。

複数の送信ポイントＴＰの各々において、無線通信部３１０は、スモール基地局ＰｈＮＢのスケジューラ２４２によって割り当てられたリソースブロックＲＢを用いて、プリコーディングウェイトが乗算された送信信号を無線信号としてユーザ装置ＵＥへ送信する（S90）。ユーザ装置ＵＥは、複数の送信ポイントＴＰから送信された無線信号の受信処理を実行する（S100）。

１（４）． 本実施形態の効果
以上の本実施形態の構成によれば、スモール基地局ＰｈＮＢのスケジューラ２４２が無線リソース割当て（スケジューリング）を実行する一方で、各送信ポイントＴＰがプリコーディングウェイトの算定および乗算を実行する。したがって、スモール基地局ＰｈＮＢが以上の全ての処理を実行する構成と比較して、スモール基地局ＰｈＮＢにおける処理負荷が低減される。そのため、スモール基地局ＰｈＮＢの負荷を増大させずに送信ポイントＴＰを増設することが可能である。

また、本実施形態の構成においては、各送信ポイントＴＰにて送信信号にプリコーディングウェイトが乗算される（プリコーディングが実行される）ので、スモール基地局ＰｈＮＢは、共通の（すなわち、プリコーディング前の）送信信号を複数の送信ポイントＴＰに供給すればよい。そのため、スモール基地局ＰｈＮＢにおいて、送信ポイントＴＰごとのプリコーディングウェイトを送信信号に乗算した後（すなわち、プリコーディングを実行した後）、各送信ポイントＴＰに対してそれぞれ異なる送信信号を供給する構成と比較して、フロントホールにおける必要送信帯域幅をより小さくすることが可能となる。

２． 変形例
以上の実施の形態は多様に変形される。具体的な変形の態様を以下に例示する。以上の実施の形態および以下の例示から任意に選択された２以上の態様は、相互に矛盾しない限り適宜に併合され得る。

２（１）． 変形例１
スモール基地局ＰｈＮＢおよび送信ポイントＴＰを含むフロントホールのトポロジーは様々に変形され得る。例えば、各送信ポイントＴＰがスモール基地局ＰｈＮＢのみと通信可能なスター型のトポロジー（Passive Optical Network）が採用されてもよい。以上のスター型トポロジーを有する変形例においては、図９に示すように、スモール基地局ＰｈＮＢが、チャネル情報要素を転送する転送部２４６を備える。

図１０に示すように、本変形例において、受信レベルおよびチャネル情報要素を報告された第１送信ポイントＴＰ１の転送部３４２は、以上の全ての情報をスモール基地局ＰｈＮＢに転送する。そして、スモール基地局ＰｈＮＢの転送部２４６が、第２送信ポイントＴＰ２についてのチャネル情報要素を第２送信ポイントＴＰ２に、第３送信ポイントＴＰ３についてのチャネル情報要素を第３送信ポイントＴＰ３に転送する。なお、スモール基地局ＰｈＮＢの転送部２４６は、全てのチャネル情報要素をフロントホールにブロードキャストしてもよい。

２（２）． 変形例２
図１１に示すように、複数のフロントホールがスモール基地局ＰｈＮＢに接続されてもよい。そして、第１フロントホールに接続される送信ポイントＴＰ（ＴＰ１，ＴＰ２）と第２フロントホールに接続される送信ポイントＴＰ（ＴＰ３）とが協調送信を実行してもよい。なお、作図の都合上、図１１ではマクロ基地局ｅＮＢが省略されている。

図１２は、本変形例の動作フローである。実施形態と同様に、第１送信ポイントＴＰ１に受信レベルおよびチャネル情報要素が報告されると想定する。第１送信ポイントＴＰ１の転送部３４２は、同じ第１フロントホールに接続される第２送信ポイントＴＰ２に対して、対応するチャネル情報要素を転送する。一方、異なる第２フロントホールに接続される第３送信ポイントＴＰ３については、第１送信ポイントＴＰ１の転送部３４２は、対応するチャネル情報要素をスモール基地局ＰｈＮＢに転送する。スモール基地局ＰｈＮＢの転送部２４６は、第３送信ポイントＴＰ３に対応するチャネル情報要素を第３送信ポイントＴＰ３に転送する。なお、スモール基地局ＰｈＮＢの転送部２４６は、全てのチャネル情報要素を全てのフロントホールにブロードキャストしてもよい。

２（３）． 変形例３
ユーザ装置ＵＥの報告部１３６は、複数の送信ポイントＴＰの各々に対して、対応する受信レベルおよび対応するチャネル情報要素を報告してもよい。すなわち、図１３に示すように、第１送信ポイントＴＰ１についての受信レベルとチャネル情報要素とが第１送信ポイントＴＰ１に報告され、第２送信ポイントＴＰ２についての受信レベルとチャネル情報要素とが第２送信ポイントＴＰ２に報告され、第３送信ポイントＴＰ３についての受信レベルとチャネル情報要素とが第３送信ポイントＴＰ３に報告されてもよい。報告された受信レベルは、各送信ポイントＴＰの転送部３４２がスモール基地局ＰｈＮＢに転送すればよい。

２（４）． 変形例４
以上の実施形態における各送信ポイントＴＰは複数のアンテナを有するが、各送信ポイントＴＰが１つのアンテナのみを有してもよい。その場合でも、１つのスモール基地局ＰｈＮＢには複数の送信ポイントＴＰが接続されるから、以上の実施形態のように、１つのユーザ装置ＵＥに対して多地点協調送信が実行され得る。

２（５）． 変形例５
ユーザ装置ＵＥは、送信ポイントＴＰ（スモール基地局ＰｈＮＢ）と無線通信が可能な任意の装置である。ユーザ装置ＵＥは、例えば、フィーチャーフォンまたはスマートフォン等の携帯電話端末でもよく、デスクトップ型パーソナルコンピュータでもよく、ノート型パーソナルコンピュータでもよく、ＵＭＰＣ（Ultra-Mobile Personal Computer）でもよく、携帯用ゲーム機でもよく、その他の無線端末でもよい。

２（６）． 変形例６
無線通信システム１内の各要素（ユーザ装置ＵＥ、スモール基地局ＰｈＮＢ、および送信ポイントＴＰ）においてＣＰＵが実行する各機能は、ＣＰＵの代わりに、ハードウェアで実行してもよいし、例えばＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）等のプログラマブルロジックデバイスで実行してもよい。

１……無線通信システム、ＵＥ……ユーザ装置、１１０……無線通信部、１２０……記憶部、１３０……制御部、１３２……受信レベル取得部、１３４……チャネル情報取得部、１３６……報告部、１３８……通信部、ＰｈＮＢ……スモール基地局、２１０……フロントホール通信部、２２０……ネットワーク通信部、２３０……記憶部、２４０……制御部、２４２……スケジューラ、２４４……信号処理部、２４６……転送部、ＴＰ……送信ポイント、３１０……無線通信部、３２０……フロントホール通信部、３３０……記憶部、３４０……制御部、３４２……転送部、３４４……ウェイト算定部、３４６……信号処理部、ＣＮ……コアネットワーク、ｅＮＢ……マクロ基地局、ＲＢ……リソースブロック。

Claims (6)

1. ユーザ装置と、
   前記ユーザ装置と無線信号を送受信する複数の送信ポイントと、
   複数の前記送信ポイントからの無線信号の協調送信を制御するスモール基地局と、
   前記ユーザ装置と無線信号を送受信するマクロ基地局とを備え、
   前記ユーザ装置は、
   複数の前記送信ポイントからの前記無線信号を受信する無線通信部と、
   受信した前記無線信号に基づいて、複数の前記送信ポイントの各々からの受信レベルを取得する受信レベル取得部と、
   受信した前記無線信号に基づいて、複数の前記送信ポイントの各々についてのチャネル情報要素を取得するチャネル情報取得部と、
   複数の前記送信ポイントの少なくともいずれかに前記受信レベルおよび前記チャネル情報要素を報告する報告部とを備え、
   前記スモール基地局は、
   前記受信レベルに基づいて、複数の前記送信ポイントからの前記無線信号の送信に用いられる無線リソースを前記各送信ポイントに割り当てるスケジューラと、
   前記ユーザ装置へ送信すべきペイロードを含む送信信号を前記各送信ポイントに供給する信号処理部とを備え、
   複数の前記送信ポイントの各々は、
   前記チャネル情報要素に基づいてプリコーディングウェイトを算定するウェイト算定部と、
   算定された前記プリコーディングウェイトを前記送信信号に乗算する信号処理部と、
   前記スケジューラによって割り当てられた前記無線リソースを用いて、前記プリコーディングウェイトが乗算された前記送信信号を無線信号として送信する無線通信部とを備える
   無線通信システム。
2. 前記ユーザ装置の前記報告部は、
   第１送信ポイントに対して前記受信レベルおよび前記チャネル情報要素を報告し、
   前記第１送信ポイントは、
   報告された前記受信レベルを前記スモール基地局に転送するとともに、当該第１送信ポイント以外の送信ポイントについてのチャネル情報要素を、対応する前記送信ポイントにそれぞれ転送する転送部を備える
   請求項１の無線通信システム。
3. 前記ユーザ装置の前記報告部は、
   第１送信ポイントに対して前記受信レベルおよび前記チャネル情報要素を報告し、
   前記第１送信ポイントは、
   報告された前記受信レベルおよび前記チャネル情報要素を前記スモール基地局に転送する転送部を備え、
   前記スモール基地局は、
   前記第１送信ポイントから転送された当該第１送信ポイント以外の送信ポイントについてのチャネル情報要素を、対応する前記送信ポイントにそれぞれ転送する転送部を備える
   請求項１の無線通信システム。
4. 第１送信ポイントを含む複数の送信ポイントに接続される第１フロントホールと、複数の送信ポイントに接続される第２フロントホールとを備え、
   前記ユーザ装置の前記報告部は、
   前記第１送信ポイントに対して前記受信レベルおよび前記チャネル情報要素を報告し、
   前記第１送信ポイントは、
   報告された前記受信レベルを前記スモール基地局に転送し、
   当該第１送信ポイント以外の前記第１フロントホールに接続される送信ポイントについてのチャネル情報要素を、対応する前記送信ポイントにそれぞれ転送し、
   前記第２フロントホールに接続される前記送信ポイントについてのチャネル情報要素を前記スモール基地局に転送する転送部を備え、
   前記スモール基地局は、
   前記第１送信ポイントから転送された前記第２フロントホールに接続される前記送信ポイントについての前記チャネル情報要素を、対応する前記送信ポイントにそれぞれ転送する転送部を備える
   請求項１の無線通信システム。
5. 前記ユーザ装置の前記報告部は、
   複数の前記送信ポイントに対して、対応する前記受信レベルおよび対応する前記チャネル情報要素をそれぞれ報告し、
   複数の前記送信ポイントの各々は、
   報告された前記受信レベルを前記スモール基地局に転送する転送部を備える
   請求項１の無線通信システム。
6. ユーザ装置と、
   前記ユーザ装置と無線信号を送受信する複数の送信ポイントと、
   複数の前記送信ポイントからの無線信号の協調送信を制御するスモール基地局と
   前記ユーザ装置と無線信号を送受信するマクロ基地局とを備える無線通信システムにおいて、
   前記ユーザ装置において、
   複数の前記送信ポイントからの前記無線信号を受信することと、
   受信した前記無線信号に基づいて、複数の前記送信ポイントの各々からの受信レベルを取得することと、
   受信した前記無線信号に基づいて、複数の前記送信ポイントの各々についてのチャネル情報要素を取得することと、
   複数の前記送信ポイントの少なくともいずれかに前記受信レベルおよび前記チャネル情報要素を報告することと、
   前記スモール基地局において、
   前記受信レベルに基づいて、複数の前記送信ポイントからの前記無線信号の送信に用いられる無線リソースを前記各送信ポイントに割り当てることと、
   前記ユーザ装置へ送信すべきペイロードを含む送信信号を前記各送信ポイントに供給することと、
   複数の前記送信ポイントの各々において、
   前記チャネル情報要素に基づいてプリコーディングウェイトを算定することと、
   算定された前記プリコーディングウェイトを前記送信信号に乗算することと、
   割り当てられた前記無線リソースを用いて、前記プリコーディングウェイトが乗算された前記送信信号を無線信号として送信することとを備える
   通信制御方法。
   

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